JPS60200468A - 燃料電池 - Google Patents

燃料電池

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JPS60200468A
JPS60200468A JP59055703A JP5570384A JPS60200468A JP S60200468 A JPS60200468 A JP S60200468A JP 59055703 A JP59055703 A JP 59055703A JP 5570384 A JP5570384 A JP 5570384A JP S60200468 A JPS60200468 A JP S60200468A
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津久井 勤
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電気化学反応によって直接電気エネルギーを
発電する燃料電池に係り、特に燃料が酸化剤供給路に流
出することを防止すると共に、燃料電池から外部に流出
することを防止するシール構造を有し、多数個の学電池
を容易に積層することを可能とする環境上安全な燃料電
池に関するものである。
〔発明の背景〕
燃料電池は、第1図に示すように、酸化剤室1、カソー
ド極2、電解質3、アノード極4および燃料室5からな
り、酸化剤室1に酸化剤系路6および排出系路7が、燃
料室5に燃料供給路8および燃料排出路9がそれぞれ連
結されている。そして燃料を燃料供給路8から燃料室5
を介してアノード極4に供給すると共に、酸化剤を酸化
剤供給路6から酸化剤室1を介してカソード極2に供給
し、カソード極2およびアノード極4の触媒によって、
電気化学反応を生じさせて、直接電気エネルギーを発電
するものである。
一般の燃料電池は、上記のような単電池を複数個積層し
て形成される。このような積層型燃料電池にあっては、
第2図に示すように燃料をアノード極4に供給するため
、カソード極2およびアノード極4の外周部を支持する
集電体2a、4aの一部に貫通孔を設けて燃料供給路8
が形成されている。単セルはカソード極2とアノード極
4との間に電解質3を介在させて構成されており、この
両極の集紙体2a、4a間には電子の伝導を阻止すると
同時に、電解液が漏れないように絶縁物10.11が介
在されている。この絶縁物10゜11においても、第2
図面に示す如く、両極の集電体と同一に位置して貫通孔
が穿設されて燃料供給路8が形成されている。
一方、単電池を11列に積層する場合には、第2図に示
したように、各Qi電池を構成する要素ごとにバッキン
グを介在する必要があると共に、カソード極2に酸化剤
を供給する酸化剤室1およびアノード極4に燃料を供給
する燃料室4を積層間で形成するために集電体2a、4
a全酸化剤室1および燃料室の厚さ分だけ厚くする必要
がある。そのため、従来の積)ffim燃料電池はコン
パクト化することができないという問題点がおる。
また、単電池を積層する際に、第1の単電池のカソード
極の集電体2a、!:m2の単電池のアノード極の集電
体4aとは電気的に接続するため、燃料が流出するのを
防止するバンキング材を介在する必要がある。
さらに、従来の燃料電池では、電池を構成する要素ごと
にバッキングを介在したりあるいは接着剤で固着した場
合に、何らかの方法で外部において電気的に接続する必
要がある。
このように従来の積層型燃料電池においては、■集電体
が厚くなると共に重量が大きくなり電池構造をコンパク
トにできない、■バッキング材ヤ接着剤を用いる方法で
は外部で電気的接続する工程が増加すると共に、シール
構造が複数になり、電池のコンパクト化が図れないと同
時に、製造工数が増加し製造原価が上昇するという問題
点を有していた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、電池枠に電池を構成する部品を嵌め込
んだ単電池を複数積層する燃料電池において、燃料供給
路から供給される燃料が酸化剤系路や電池の外部に流出
することを完全に防止することができる安価で且つ簡単
なシール構造を備えた燃料電池を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、複数の単電池を積層した燃料電池のシール構
造に係るものであって、電池枠に燃料供給路および生成
物排出路が枠体の厚さ方向に貫通して形成されておシ、
この電池枠の内周端部の厚み方向における前端部および
後端部に環状段部を各々形成し、該肉塊状段部に単セル
およびセパレータを嵌め込んだ状態で、これらの外周縁
と環状段部内面との間にそれぞれ内部しゃ断バッキング
を介設し、前記電池枠の前面また後面のいずれか一方の
面に少なくとも前記燃料供給路および生成物排出路より
も電池枠の外周端に位置しかつ電池枠の周方向に連続す
る外部しゃ断バッキングを設けたことを特徴としている
このように内部しゃ断バッキングおよび外部しゃ断バッ
キングを介設した′α電池枠単セルおよびセパレータを
それぞれ嵌め込んで単電池とし、この単電池を複数積層
することによシ、燃料が酸化剤供給路あるいは電池の外
部に流出することを完全に防止することができる燃料電
池を得ることができる。
〔発明の実施例〕
次に本発明の実施例を図面に基づbて説明する。
第3図は、本発明の燃料電池における電池枠に内部しゃ
断バッキングおよび外部しゃ断バッキングを各々介設し
た状態を示す一部切欠斜視図である。12はプラスチッ
クス材料からなる゛電池枠でおって、電池枠1には枠体
の厚み方向に貫通する燃料供給路13が形成され、燃料
供給路13とアノード極に接する燃料室に燃料を供給す
るように燃料分岐路14が形成されている。さらに電池
枠12の内周端部の厚さ方向における前端部および後端
部に環状段部15,16がそれぞれ形成されている。ま
た、この肉塊状段部15,16に挾まれる端面の相対向
する面17,18にカソード極に酸化剤を供給する酸化
剤供給系路19およびカソード極で生成される物質と余
った酸化剤を排出する排出系路20が一部をくりぬいて
形成されている。
この電池枠12の肉塊状段部に単セルおよびセパレータ
を嵌め込んだ状態で、これらの外周縁と環状段部15,
16の内面との間にそれぞれ内部しゃ断バッキング21
a、21bが介設されている。この内部しゃ断バッキン
グとしては、ゴム。
熱可塑性プラスチックス等のシート状おるいはひも状の
ものからなっている。
さらに電池枠12の前面または後面のいずれか一方の面
に少なくとも前記燃料供給路13および図示しない生成
物排出路よりも電池枠12の外周端に位置しかつ電池枠
12の周方向に連続する外部バッキング荷22を刻設す
ると共にこの外部バッキング溝22には外部しゃ断バッ
キング23が埋設されている。この外部しゃ断バッキン
グ23は各電池枠12に単セルおよびセパレータ’&(
−れぞれ組み込んで単電池とし、この単電池を積層する
際に、燃料供給路13と外部とをしゃ断する役割をはた
す。なお、電池枠12の外周部に設けた多数の貫通孔2
4は単電池を多数積層する際の締付ボルト穴である。
第4図に単セルを示し、この単セル25はカソード極2
6とアノード極27との間に電解質28を介在させて構
成されている。
第5図にはセパレータの外観を示し、セパレータ29は
黒鉛などの導電性物質からなり、両側に多数の溝30.
31が刻設されて突起部32゜33が形成されている。
この溝30は電池枠12に単セル25とセパレータ29
を嵌め込んだ状態で、単セル25のアノード極27とセ
パレータ29との1司の燃料室となシ、一方、溝31は
セパレータ29と単セル25のカソード極26との間の
酸化剤室になる。
第6図は各電池枠に単セルおよびセパレータを組み込ん
だ単電池を2個積層した状態を示す一部切欠斜視図であ
る。積層した状態でセパレータ29は燃料室30と酸化
剤室31とを鳴し酸化剤室31には第3図に示した々口
〈電池枠12の酸化剤供給系路19を経由して電池枠1
2の外部から空気等の酸化剤を入れてカソード極26に
供給するとともに、カソード極26で生成される物質た
とえばメタノールを燃料とする燃料電池の場合には水等
を排出系路20を経て電池枠12の外部に排出する。一
方、セパレータ29の燃料室30には電池枠12の燃料
供給路13から燃料分岐路14を経て燃料が送られると
ともにアノード極27に供給される。このアノード極2
7で生成した物質、例えばメタノールを燃料とする燃料
電池では炭酸ガスは燃料室30および図示しない燃料供
給路13と対称の位置に設けである生成物排出路を経て
電池枠12の外部に排出されるようになってbる。
(9) このようにセパレータ29の両面は溝状となっており燃
料室30ならびに酸化剤室31が形成され、セパレータ
29の突起部32および33は、アノード極27および
カソード極27にそれぞれ電気的に結合されている。
第6図に第3図に示す電池枠12に単セル25およびセ
パレータ29を嵌め込んだ単電池2個を積層した状態を
示す。この場合の電池枠12は、第3図に示した電池枠
と異なる点は燃料供給路13および燃料排出路13aを
電池枠12にそれぞれ2個所設けであることと、電池枠
に形成される外部しゃ断バッキング23の形状を枠寸法
が小さくなるようにしたことであシ、機能的には第3図
に示した電池枠と異なるところはない。
次に内部しゃ断バッキング21a、21bおよび外部し
ゃ断バッキング23による燃料のシーリング効果を図に
よって説明する。
燃料は電池枠12の燃料供給路13から燃料分岐路14
を経て燃料室30に入シ、アノード極27に供給される
。この燃料供給路13の燃料の(10) 電池枠12の積層間からの洩れは、外部しゃ断バッキン
グ23によって阻止される。1だ、燃料の酸化剤室31
への洩れは内部しゃ断バッキング21a、21bによっ
て阻止することができる。
したがって、燃料が電池の外部に洩れたり、酸化剤系路
へ混入することがない。
本実施例の外部しゃ断バッキング23および内部しゃ断
バッキング21a、21bのいずれか一方あるいは両方
のバッキングを接着剤に置き替えても燃料の洩れ、酸化
剤系路への混入を阻止する作用には本質的に変わるもの
でない。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電池
枠に単セル、燃料室、酸化剤などの単電池の構成部品を
予め嵌め込んだ単電池を、多数個積層することが容易で
あるとともに、積層電池の燃料供給路も積層方向に貫通
して形成できると同時に、燃料の電池外部への洩れおよ
び燃料の酸化剤系路への混入を完全に防止し、軽−1安
価で且つ安全性の高い燃料電池を容易に提供する効果を
(11) 有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は燃料電池の原理図、第2図(A)■は従来の積
層型燃料電池の分解説明図および一部拡大図、第3図は
本発明による電池枠の構成を示す一部切断斜視図、第4
図は本発明による単セルの構成図、第5図(A)([3
)は本発明によるセパレータの一例に示す斜視図および
横1析面図、第6図は本発明による電池枠に単セルおよ
びセパレータを嵌め込んだ状態を示す一部切断斜視図で
ある。 12・・・電池、13・・・燃料供給路、13a・・・
燃料排出路、14・・・燃料分岐路、19・・・酸化剤
系路、20・・・4フ1.出糸路、20a、20b・・
・内部しゃ断バッキング、23・・・外部しや1ノtパ
ツギング、24・・・締付ボルト穴、25・・・単セル
、26・・・カソード極、27・・・アノード極、28
・・・電解質、29・・・セパレータ、30・・・燃料
室、31・・・酸化剤室。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 (12) 第1頁の続き 0発 明 者 津 久 井 勤 日立市幸町所内 0発 明 者 吉 岡 芳 夫 日立市幸町所内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電池枠に燃料供給路および生成物排出路が枠体の厚
    み方向に貫通して形成されており、この電池枠の内周端
    部の厚み方向における前端部および後端部に環状段部を
    各々形成し、該両環状段部に単セルおよびセパレータを
    嵌め込んだ状態で、これらの外周縁と環状段部内面との
    間にそれぞれ内部しゃ断バッキングを介設し、前記電池
    枠の前面または後面のいずれか一方の面に、少なくとも
    前記燃料供給路および生成物排出路よシも電池枠の外周
    端に位置しかつ電池枠の周方向に連続する外部しゃ断バ
    ッキングを設けたことを特徴とする燃料電池。 2、特許請求の範囲第1項において、単セルはアノード
    極とカソード極との間に電解質を介在してなることを特
    徴とする燃料電池。 3、特許請求の範囲第1項において、内部しゃ断バッキ
    ングおよび外部しゃ断バッキングはゴムまたは熱可塑性
    プラスチックスなどからなることを特徴とする燃料電池
JP59055703A 1984-03-23 1984-03-23 燃料電池 Granted JPS60200468A (ja)

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EP85103358A EP0155695B1 (en) 1984-03-23 1985-03-22 Fuel cell
DE8585103358T DE3566063D1 (en) 1984-03-23 1985-03-22 Fuel cell
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